紫茎泽兰与伴生植物小藜的竞争效应及其生理生化特征

外来入侵物种紫茎泽兰（Ageratina adenophora Sprengel）是一种世界性入侵杂草,其与本地物种的竞争会对生态系统结构和演替造成严重影响,带来较大经济损失;拟通过分析紫茎泽兰与本地物种小藜的竞争效应及生理生化特征,以探讨外来入侵物种紫茎泽兰的竞争机理。在温室条件下,设置紫茎泽兰、小藜（Chenopodium serotinum）的种内和种间竞争盆栽试验,测定了两种植物不同处理下的植株生物量;并通过氮蓝四唑光化还原法、紫外吸收法、三氯乙酸法和酸性茚三酮法,分别测定了功能叶片的超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量。结果表明：紫茎泽兰与小藜混种时,紫茎泽兰的单株生物量、相对产量（RY）均显著高于小藜对应指标,其竞争平衡指数（CB）显著大于0,而相对产量总和（RYT）显著小于1。混种与单种的结果比较表明,紫茎泽兰的混种生物量比在单种时显著增高,增幅达22.01%;而小藜的混种生物量比在单种时显著降低,降低了44.81%。在混种中,紫茎泽兰功能叶片的丙二醛、脯氨酸含量均比在单种时显著降低,而超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性均比在单种时显著升高;小藜功能叶片的丙二醛含量显著高于单种,而脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性与单种无显著变化。这说明紫茎泽兰的相对竞争能力比小藜强,紫茎泽兰通过调整生理生化特征来应对种间竞争可能是其竞争取胜的重要策略。     

UV-B辐射增强对紫茎泽兰和艾草生长形态及竞争效应的影响

为了解外来入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum L.)与本地土著植物艾草(Artemisia argyi Levl)在UV-B辐射增强条件下生长形态和竞争关系的变化,以这两种植物为试验材料,以自然光为对照进行5周UV-B辐射增强实验和2周恢复实验,并测定和分析植株形态指标(株高、叶片鲜重、叶长、叶宽和叶面积)、叶片解剖结构(上下表皮、栅栏组织和海绵组织)和竞争能力指标(株高、叶生物量和茎生物量).结果显示:艾草叶片鲜重和叶面积在辐射前两周显著减小(P0.05)和极显著减小(P0.01),株高没有差异,而紫茎泽兰的株高、叶鲜重和叶面积在辐射期间都明显减小,且恢复实验时仍差异显著.艾草叶片厚度在UV-B辐射下极显著增大(上表皮、栅栏组织和海绵组织极显著增大),紫茎泽兰叶片变厚但不明显,恢复实验时显著减小,叶片解剖结构表明UV-B辐射使两类杂草叶片细胞间隙变大.UV-B辐射对紫茎泽兰生物量的抑制比较显著,对艾草生物量的抑制在混种时显著;在UV-B辐射下,紫茎泽兰和艾草的相对生物量分别为1.03和0.81,在自然状态下分别为0.91和0.97,两者的相对生物量总和不变,为0.94.本研究表明艾草对UV-B辐射的形态抗性较强,UV-B辐射刺激了紫茎泽兰的种内竞争,也降低了艾草的种间竞争能力,但无论在自然条件下还是UV-B辐射增强条件下艾草的种间竞争能力都比紫茎泽兰强,但不足以淘汰对方.     

不同密度五种植物对薇甘菊幼苗的竞争效应

以入侵植物薇甘菊（Mikania micrantha H.B.K）和多年生植物高羊茅（Festuca elata Keng ex E.Alexeev）、黑麦草（Lolium perenne）、黄花蒿（Artemisia annua L.）、杂三叶（Alsike clover.）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为试验材料,温室条件下采用密度添加系列设计,研究了5种植物在不同密度下对薇甘菊幼苗的竞争效应,为薇甘菊生物替代提供理论依据。结果表明,（1）5种受试植物及其不同种植密度对薇甘菊幼苗的生物量、株高和分枝数具有极显著影响（P〈0.001）,但两者互作除对薇甘菊幼苗的株高显著影响外,对其幼苗的生物量和分枝数均无显著影响。（2）同等密度条件下,供试5种植物中的黑麦草和黄花蒿对薇甘菊幼苗的生物量、株高和分枝数的抑制作用最强,高羊茅次之,杂三叶和紫花苜蓿对薇甘菊幼苗的生长抑制作用最弱。（3）5种植物与薇甘菊混种组合中薇甘菊的相对产量（RY）均显著小于1,说明供试5种植物对薇甘菊的种间竞争作用强于其种内竞争;不同密度的黑麦草、黄花蒿和高羊茅与薇甘菊混种,3种竞争植物的竞争平衡指数（CB）均显著大于0;而杂三叶和紫花苜蓿仅在其与薇甘菊的混种密度分别大于200和300株/m2时,其竞争平衡指数（CB）大于0,而低密度时均小于0;说明供试5种植物中,黑麦草、黄花蒿和高羊茅的竞争能力强于薇甘菊幼苗,而杂三叶和紫花苜蓿在低密度条件下的竞争能力较薇甘菊幼苗弱。可见黑麦草、黄花蒿和高羊茅有望被作为替代竞争植物用来对薇甘菊进替代控制。     

林下和撂荒地生境紫茎泽兰幼苗的生长特征及其种内竞争形态反应

比较研究了林下和撂荒地生境有无竞争条件下紫茎泽兰（Ageratina adenophora（Sprengel））幼苗的生长特征、生长速率、生物量和种内竞争的形态反应。结果表明：（1）2类生境条件下紫茎泽兰植株幼苗形态特征基本一致,无竞争条件下紫茎泽兰幼苗根长和叶片数明显高于在竞争条件下对应指标值;（2）同类生境中,在无竞争条件下紫茎泽兰幼苗的生长速率、生物量积累显著比在竞争条件下的高;（3）不同生境中,撂荒地生境紫茎泽兰幼苗生物量显著高于林下生境的值,在无竞争条件下,林下生境紫茎泽兰幼苗生长速率比撂荒地生境的高,而在竞争条件下反之;（4）林下和撂荒地生境紫茎泽兰幼苗植株竞争强度差异不显著,但在林下生境其地上部分的竞争强度显著大于其在撂荒地生境的值,而根的竞争强度相反。可见,紫茎泽兰幼苗在种群建立的过程中具有不同的生态适应性和形态反应,这可能是其能成功入侵不同生境的一种重要生理生态策略。     

紫茎泽兰种内竞争试验

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是一种入侵能力极强的世界性恶性杂草.通过不同种植密度的紫茎泽兰盆栽试验,探讨种内竞争对紫茎泽兰个体生长的影响.结果表明,种内竞争降低了紫茎泽兰个体株高、叶片数、根蘖株数和生物量的增长.种植密度与生物量2者的对数值呈负相关关系(r2=0.99,斜率=-5/6).同时,随着种植密度增加,种内竞争加剧,抑制作用增强,种群内部大小等级差异也增大,表明不同个体受到了不同的拥挤压力.但是,高密度的紫茎泽兰种群在强烈竞争下,个体会控制根蘖株的形成、死亡,从而减少资源的消耗,保证种群对生境的长期占领.建议在进行紫茎泽兰的替代控制时,应注意替代物种的先植,选择优于紫茎泽兰萌发的植物作为替代物种,通过邻体干扰效应抑制紫茎泽兰的生长.     

4种替代植物对黄顶菊入侵土壤养分和酶活性的影响

入侵植物对土壤环境的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一,而选择合适的植物可以替代控制和抵御外来植物的入侵。比较了高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草4种植物与黄顶菊单种和混种后不同时期的土壤养分和土壤酶活性变化规律。结果表明：（1）黄顶菊单独种植根区土壤NH4＋-N、NO3-N含量均显著低于紫花苜蓿和黄顶菊混种群落,其有效磷含量显著低于高丹草和黄顶菊混种群落;（2）紫花苜蓿和黄顶菊混种群落土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均显著高于黄顶菊单种群落。因此,在本试验条件下,高丹草、紫花苜蓿对土壤氮素转化利用能力比黄顶菊高,且能竞争性抑制黄顶菊对土壤磷素的吸收,利于实现对黄顶菊的替代控制。     

云南临沧地区公路两侧紫茎泽兰分布格局

云南省临沧地区是我国紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)传入最早和入侵危害最严重的地区。文章在该地区选取典型路段并设置了10个样地,以等级、路宽、路面状况、路龄、人类活动干扰不同的7条公路为研究对象,分析了紫茎泽兰生物量、株高和株数与距公路距离、公路宽度、景观类型、坡向及海拔的关系。结果表明,公路对紫茎泽兰生物量和株高有显著影响的最远距离为24m,而对株数的影响达34m;6m宽的公路对紫茎泽兰生物量和株数影响最显著,且路龄越长、交通干扰越大的公路两侧的紫茎泽兰入侵危害越严重;紫茎泽兰在公路附近的撂荒地和次生林两个景观类型中入侵危害严重,景观类型对生物量与坡向对株高的影响不显著,位于南坡公路附近的紫茎泽兰生物量和株数最高,研究发现公路附近紫茎泽兰总生物量随海拔升高而增加,在1700m达最大,随后则降低。     

增施氮肥对黄顶菊与高丹草苗期竞争的影响

土壤氮素增加常有利于外来植物入侵。采用高丹草（Sorghum bicolor×Sorghum sudanense）替代竞争和增施氮肥的方法在田间条件下研究了对外来植物黄顶菊（Flaveriabidentis（L．）Kuntze）的影响。试验在2009年夏进行,共划分2m×1m小区36个。试验设3个氮肥处理（不施肥对照、施肥1次和2次,每次施肥为每小区15g尿素）,随机区组试验设计,4次重复。在相同氮肥水平下,黄顶菊单种时除株高和根冠比外其余指标均显著大于混种;而相同条件下,高丹草在混种时在多数生长指标上与单种无差异,说明混种对高丹草竞争生长影响不大;这一点也在相对竞争强度指标上得到证实,在混种条件下,无论施肥水平如何,高丹草以单株根质量、单株地上质量和总质量计算的相对竞争强度（RCI）均为负值。表明通过混种高丹草能够实现对黄顶菊的竞争性抑制。但是,除了根质量指标外,黄顶菊其余6个指标的表型可塑性指数均大于高丹草,黄顶菊对氮肥的响应高于高丹草,可能是因为其对氮肥的利用效率较高的原因。基于本文研究结果,氮肥的过量施用增加了农田系统的脆弱性,使其易于被黄顶菊入侵。对于此外来入侵种的管理要因其特性采取有区分性控制策略,包括在减量施肥的同时结合选择适宜物种进行替代控制。     

外来入侵植物紫茎泽兰对植物多样性的影响

采用样方法调查了云南省和四川省5个受紫茎泽兰入侵的样地中草本植物和灌木的种类和数量,分析了其物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数.结果表明,5个样地采得本地植物87种,其中常见本地植物32种,隶属19科31属.紫茎泽兰入侵造成5种生境条件下物种丰富度指数下降显著或极显著.除样地d外,其他样地紫茎泽兰入侵的样方Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数下降显著或极显著.而紫茎泽兰入侵对Pielou均匀度指数的影响则没有表现出明显的规律.不同生境条件下,植物群落的季节变化有所不同,以一年生草本植物为主的群落,其多样性指数和均匀度指数下降趋势较以多年生草本植物和灌木为主的群落更为明显.     

不同林木种群对紫茎泽兰营养生长和生殖生长的影响

外来植物紫茎泽兰（Eupatorlum adenophorum）入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究不同林木种群下紫茎泽兰的生长特性和发生规律,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供事实依据。我们分别于2009、2011和2012年在西昌袁家山上开展了不同人工林木群落下紫茎泽兰营养生长和生殖生长特性的调查。调查研究的结果表明,阔叶林（青冈林）、阔叶针叶混交林（油茶柏树混交林）和阔叶混交林（油茶青冈混交林）下光照强度显著低于两种针叶林（落叶松林和柏树林）和空旷地,光照强度较空旷地减少率均在90％以上。空旷地紫茎泽兰的发生密度可达到111-218株·m-2,两种针叶林（落叶松林和柏树林）对紫茎泽兰的发生表现出一定的抑制作用,抑制率能达到46．2％～77．1％。油茶柏树混交林和青冈林下紫茎泽兰只有零星发生,对紫茎泽兰发生抑制率3年均在90％以上,而在油茶青冈混交林下未发现有紫茎泽兰发生。空旷地紫茎泽兰株高和分枝数均要显著高于其他人工林木群落,单株株高可达160．5～180．3cm,单株分枝数达到14．9～17．4,其中两种针叶林下紫茎泽兰的株高和分枝数要显著高于两种混交林和青冈林,株高达到59．5～113．4cm,单株分枝数为6．4～14．8。此外种植人工林木也显著抑制了紫茎泽兰的开花结实,空旷地紫茎泽兰单株种子量能达到8314～15410粒,两种针叶林（落叶松林和柏树林）下紫茎泽兰单株种子发生量为1330-4666-3粒,而两种混交林和青冈林下紫茎泽兰只有零星开花或不开花结实。相关性分析结果显示,光照强度的大小与紫茎泽兰的发生密度、株高、分枝数、单株花苞数、单株种子数都呈显著正相关,即光照强度显著影响着紫茎泽兰的发生密度、生长以及开花结实。阔叶林下光照强度的减弱是导致紫茎泽兰发生量减少原因之一。开展植树造林,采用种植青冈林、油茶青冈、油茶柏树混交林等阔叶混栽的方式对紫茎泽兰的发生不仅能起到显著的生态控制效果,而且能绿化荒山,给农民带来经济效益。     

Effects of two different intercropping systems on arbuscular mycorrhizal fungal colonization and polychlorinated biphenyl (PCB) dissipation北大核心CSCD

Polychlorinated biphenyls (PCBs) are typical organic contaminants in the environment. It is indicated that plants and soil microorganisms have a positive synergistic effect on the remediation of PCB-contaminated soil. To investigate the effect of intercropping on arbuscular mycorrhizal (AM) fungal colonization and PCB remediation, a pot-cultivation experiment with two intercropping treatments, corn (Zea mays L.) / ryegrass (Lolium perenne L.) and corn/alfalfa (Medicago sativa L.), and a corn monoculture was conducted in a greenhouse. All treatments were inoculated with Funneliformis mosseae M47V. Plant biomass, root mycorrhizal colonization rate, concentration of PCBs and their homologs in soil, 16S rDNA gene abundance, and community composition measured by Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) were determined after harvesting the plants. Intercropping significantly increased the root mycorrhizal colonization rate and plant biomass of corn (P < 0.05), as well as the available N content of the soil. A significant difference of the bacterial community composition was found among different treatments (P < 0.05). Compared with corn monoculture, corn/alfalfa intercropping significantly increased soil bacteria abundance (P < 0.05). The dissipation rates of total PCBs, as well as that of penta-chloro biphenyls were significantly increased in the intercropping treatments, when compared to the corn monoculture treatment. Moreover, corn/ryegrass intercropping has a significantly positive effect on the dissipation of tri-chloro biphenyls. Non-metric multidimensional scaling (NMDS) analysis indicated that the PCBs homologues composition were significantly correlated with the relative abundance of 128 bp and 148 bp T-RFs. Corn intercropping with ryegrass or alfalfa has a positive effect on root mycorrhizal colonization rate and plant biomass of corn. Inoculation of AM fungi in intercropping treatments significantly improved the efficiency of PCB remediation by promoting bacterial abundance and shifting the bacterial community composition. In conclusion, intercropping combined with AM fungi have positive synergistic effects on the remediation of PCB-contaminated soils. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响

外来植物紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供依据。采用模拟Pb、Cd污染土壤培养法研究了不同浓度Pb、Cd及其复合污染作用下紫茎泽兰的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明：低浓度的Pb、Cd对紫茎泽兰的生长有促进作用,高浓度则表现出一定的抑制作用,生物量,株高,根长均明显减少。紫茎泽兰体内Pb、Cd吸收量与污染土壤具有良好的相关性,随处理浓度增加明显增大,极端浓度Pb、Cd胁迫下紫茎泽兰各器官Pb、Cd积累量与对照相比显著增加,1000 mg·kg-1处理时紫茎泽兰根、茎、叶的Pb质量分数均分别高达603.69、568.31、598.85 mg·kg-1;100 mg·kg-1 Cd处理时其根、茎、叶的Pb、Cd累积量依次为165.21、93.59、152.79 mg·kg-1。说明紫茎泽兰对Pb、Cd具有较好吸收累积及转运能力,可作为重金属污染地区的一种理想的修复植物。     

云南地区种子植物东亚分布成分的地理分布格局

植物区系分析是理解植被起源、性质和分布的基础.本研究利用大尺度的区系分布信息,结合地理信息系统平台和统计分析方法,探讨了云南地区种子植物东亚分布成分的地理分布格局以及"田中线"的生物地理意义.结果表明,东亚分布成分及其亚型所占比重均随着纬度的升高呈递增趋势.在经度梯度上,中国-日本植物分布亚型所占的比重从东到西呈递减趋势,而中国-喜马拉雅分布亚型所占比重的经度格局则与此相反.东亚分布成分在云南地区的扩散方向以由北到南为主,其次为经度梯度上的双向迁移.与过去的研究不同,本研究结果表明,东亚分布成分在云南地区的起源中心更可能为滇西北.我们未能证实"田中线"对中国-喜马拉雅分布亚型的分布具有限制意义,但对东亚分布成分(总体)和中国-日本分布亚型在云南地区的分布具有严格的限制意义.     

硅对镉、锌、铅复合污染土壤中黑麦草生理生化性质的影响

采用正交试验设计L9(34)对黑麦草(Lolium perenne L.)进行温室盆栽试验,观测Cd、Zn、Pb复合污染条件下,硅(Si)对黑麦草生物量、叶绿素含量以及保护酶系统的影响.结果表明,Cd使黑麦草根系发育受阻导致生物量下降,中等水平的Zn和Pb有利于黑麦草生物量的积累;Cd、Zn、Pb复合污染造成黑麦草叶绿体结构的破坏,使叶绿素含量减少;低水平的Cd、Zn、Pb复合污染对黑麦草CAT和POD活性起到激发作用,但随着添加水平提高,两种酶活性受到抑制.Si可以促进黑麦草根系生物量的增加,有利于根系对水分和养分的吸收,保证地上部分的养分供给,使叶片生物量增加;硅化细胞的形成有利于黑麦草叶片对光能的吸收利用,Si也使叶绿素含量增加;Si对CAT和POD有显著激活作用,从而减轻重金属复合污染对黑麦草产生的伤害.     

Effects of pollinator density-dependent preferences on field margin visitations in the midst of agricultural monocultures: A modelling approach

Managed field margins offer a means of reducing the impact of agricultural monocultures within intensively managed environments. By providing refuge for wild plants and the pollinators associated with them, field margins can also contribute to enhancing the pollination services within the monoculture. However, the effects of the monoculture on pollinator behaviour need to be carefully considered. It is known that pollinators may show density-dependent preferences such as neophobia (an avoidance of unfamiliar items) when different types of flower are available within their environment, and the dominance of monoculture crops within the environment may consequently have adverse effects upon the preferences shown by pollinators living in the field margins within them. In order to examine how pollinator preferences for wild flowers are affected by monocultures, we modelled the effects of density-dependent preferences, flower densities, and the geometry of field margins within a monoculture landscape using numerical simulations. This was done by considering how the placement of pollinator nests within a simple, spatially explicit landscape consisting of fields of monoculture crops separated by margins containing wild flowers affected the ratio of wild and monoculture crops experienced by the pollinator, given that it could only forage within a limited distance from its nest. Increasing field margin width and decreasing monoculture field width both led to an increase in pollinators visiting wild flowers (which levelled off as width increased). The size of the monoculture fields had little additional effect once they had passed an intermediate width. Increasing wild flower density within the margins led to a shift away from preferring monocultures. When wild flowers were at low densities compared to the monoculture, even the addition of small amounts of extra wild flowers had a large effect in shifting foraging preferences away from the monoculture. The distance which pollinators normally forage over only has an effect upon preferences for wild flowers when the travel distance is small. This suggests that careful consideration of margin design might be extremely important for those species which do not travel far. Innate preferences for density-dependence and particular crop types may also have an effect on preference behaviour. We demonstrate that the way in which resources are presented to indigenous pollinators may be extremely important in influencing where they choose to forage within agricultural landscapes. Careful margin design, as well as increasing the density of wild flowers (such as by enhancing the wild seed bank within the margins), may lead to overall improvements in ecosystem function within intensively farmed monocultures.